获得大电感量的仿真电感电路及工作原理介绍
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电路的功能
数100MH以上的电感,重量重,体积大,不适合现在的使用要求,除特殊用途外,低频LC滤波器基本上都可换成有源滤波器,本电路用正反馈电路对电容器C的频率-阻抗特性进行倒相,形成等效的电感,线圈L的一端被接地。若串联电容器,可实现LCR串联谐振电路,能用于图形均衡器。
电路工作原理
在OP放大器开环增益非常高的情况下,电路图中的等效电感L可用L=C1.R1.R2表示,等效串联电阻RO=R2,等效并联电阻RF=R1。通常RS越小,线圈L的性能越好,所以应选用数100欧以下的电阻,而并联电阻越大越好,令R1》R2,就能获得数100K~100M的电阻。
本电路中,为实现10H的电感,分别取C1=0.1UF,R1+VR1=100K,R2=1K。
因为仿真电感L的性能取决于所用的OP放大器的开环特性,所以只能在低频范围内应用。下面用图A的50HZ陷波滤波器加以说明,供参考。
在图A中,OP放大器的同相输入端和地之间的电阻为10K时,输出等于零。这里因为接了LCR串联谐振回路,所以在谐振频率FO=1/2π√L.C处,可获得很大的衰减。输入信号频率如果偏离FO,谐振阻抗从感情变成容性,放大倍数接近1。
为了使FO=50HZ,电容器CO应为:
可用可变电阻VR2调整FO频率的陷波温度,为了使虚线图内电路的L可变,可用电路图中的VR1调整,陷波频率跟着改变。
谐振回路的Q值用下面公式计算:
若用来滤除电源交流声时,Q值应为5~10,为了使根号内数值为25~100,应使CO=10C1,R1=100R2。
调整
因为电容器C1的误差也会造成电感L的误差,须用VR1调节谐振频率。从输入端输入50HZ的正弦波,交替调整VR1和VR2,使50HZ时的输出电平最低,如果调整好,可获得60~70DB的衰减。